(57)【要約】  ガラスファイバ線引炉におけるカーボンヒータに発生する熱応力を低減し、その破損を防止する。  線引炉本体の対向する２ヶ所から該本体内に差し込まれた２個の電極で円筒状のカーボンヒータを支持し、該電極の少なくとも一方を、前記本体に対して固定された筒状スライドブッシュに軸方向に摺動自在に挿通支持することで、カーボンヒータに発生する熱応力を低減する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線引炉本体と、該本体の対向する２ヶ所から該本体内に差し込まれた２個の電極と、該２個の電極の内端に接続され前記本体内に支持された円筒状のカーボンヒータを有し、前記電極の少なくとも一方が、前記本体に対して固定された筒状スライドブッシュに軸方向に摺動自在に挿通支持されていることを特徴とするガラスファイバ線引炉。
【請求項２】
前記スライドブッシュに支持されている電極が、円柱状のカーボン電極の外側に円筒状の金属製電極を接続したものであり、該金属製電極部分で前記スライドブッシュに支持され、該金属製電極の前記スライドブッシュに接する部分の内側に形成された空洞部に冷却媒体が供給される請求項１に記載のガラスファイバ線引炉。
【請求項３】
前記金属製電極が銅製である請求項２に記載のガラスファイバ線引炉
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＲＩＮレンズ（Graded Index Lens）や光ファイバなどのガラスファイバを、柱形のプリフォームからファイバに線引きするガラスファイバ線引炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
線引炉内を加熱するカーボンヒータは、２０００℃程度の高温になるため、ヒータ自体及びこれを支持している電極が熱膨張し、熱応力が発生する。
特に、ゾルゲル法で作製したプリフォームは直径５ｍｍ程度、長さが３０〜５０ｍｍ程度と非常に小さく、カーボンヒータも非常に小型のものを使用するので、熱応力により破損することが多い。カーボンヒータを小型にするのは、プリフォームを加熱延伸する場合、カーボンヒータ内径とプリフォーム外径の差を出来る限り小さくし、かつ、カーボンヒータの長さを出来る限り短くした方が、ファイバ径の制御に適しているからである。【０００３】
熱応力によるカーボンヒータの破損を防止するため、下記特許文献１の技術が提案されている。
これは、カーボンヒータの電極端子部に発熱部の自己発熱による熱応力を吸収する屈曲部を設け、熱によりカーボンヒータや電極が膨張したときに、その熱歪みを屈曲部で吸収し、カーボンヒータに発生する熱応力を低減しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２０６４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カーボンヒータの素材は、比較的脆くて弾性変形する範囲が狭いので、屈曲部を設けた程度では物理的な撓みしろが少なく、破損のリスクが大きい。また、屈曲部への局所的な応力集中が起こり、繰り返し使用時に疲労破損が発生する可能性もある。さらに、屈曲部を形成することは加工の難易度が高く、カーボンヒータの生産性が悪くなるという問題もある。【０００６】
本発明は、カーボンヒータに発生する熱応力をさらに低減し、カーボンヒータを繰り返し使用しても熱応力による破損がないものとし、ガラスファイバを効率的に製造できる線引炉を開発するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、線引炉本体と、該本体の対向する２ヶ所から該本体内に差し込まれた２個の電極と、該２個の電極の内端に接続され前記本体内に支持された円筒状のカーボンヒータを有し、前記電極の少なくとも一方が、前記本体に対して固定された筒状スライドブッシュに軸方向に摺動自在に挿通支持されていることを特徴とするガラスファイバ線引炉である。【０００８】
カーボンヒータを支持している電極が、その軸方向に摺動可能であるので、カーボンヒータ及び電極が熱により膨張しても、電極が軸方向外側に移動し、カーボンヒータに発生する熱応力はきわめて小さいものとなる。したがって、カーボンヒータの熱応力による破損を防止できる。【０００９】
本発明において、スライドブッシュに支持されている電極は、円柱状のカーボン電極の外側に円筒状の金属製電極を接続したものとし、金属製電極部分でスライドブッシュに支持され、金属製電極のスライドブッシュに接する部分の内側に形成された空洞部に冷却媒体が供給されるようにとすることができる。【００１０】
電極の内側（少なくとも線引炉内）をカーボン電極とすることで、炉内の高温に耐えることができる。その外側を金属製電極とすることで、必要な強度を保持できる。
金属製電極のスライドブッシュに接する部分の内側に形成した空洞部に冷却媒体を供給し、冷却することで、スライドブッシュの焼損（焼き付き）を防止できる。【００１１】
本発明において、金属製電極は銅製であることが望ましい。銅は熱伝導率が大きいので、スライドブッシュ部分を効率よく冷却でき、スライドブッシュの焼損を防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガラスファイバ線引炉は、カーボンヒータに発生する熱応力が非常に小さくなり、カーボンヒータを繰り返し使用しても熱応力による破損がなく、ガラスファイバを効率的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の線引炉１の略断面図である。
【図２】線引炉１の要部断面図である。
【図３】カーボンヒータの断面図である。
【図４】スライドブッシュの断面図である。
【図５】スライドブッシュの他例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
以下、実施例に関する図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
実施例の線引炉１は、２１００℃まで昇温可能な超高温縦型管状炉で、本体１ａ、カーボンヒータ２、電極３などからなる。
本体１ａは筒状をなし、周壁の対向する２ヶ所に電極３を挿入する穴１ｂ、１ｃを有する。また、上端面にプリフォームを保持手段（図示せず）で吊り下げるための穴１ｄ、下端面に線引きしたガラスファイバを取り出すための穴１ｅを有し、線引きされたガラスファイバは穴１ｅの下方にある巻取ドラム（図示せず）で巻き取られる。【００１５】
カーボンヒータ２は概略円筒状をなし、内部にプリフォームがセットされる。周壁上部の１８０°反対の位置に、電極に接続するための雌ねじ孔２ａが形成されている（図３）。雌ねじ孔２ａにカーボン電極４内端の雄ねじ部４ａを螺着し、線引炉１のほぼ中央に支持される。（図１）【００１６】
電極３は、内側のカーボン電極４と外側の金属製電極５からなる。金属製電極５は銅製である。カーボン電極４と金属製電極５は、カーボン電極４外端の雌ねじ孔４ｂに金属製電極５内端の雄ねじ部５ａを螺着して接続する。
金属製電極５は、内部が空洞部５ｂとなっており、その外端に雌ねじ部５ｃが形成されている。金属製電極５は、本体１ａに対して固定されたスライドブッシュ６に摺動自在に挿通され、支持されている。空洞部５ｂは、スライドブッシュ６に支持されている部分を含む範囲に形成されている。
金属製電極５の後端は、給水管８ａと排水管８ｂを挿通した継手７が螺着され、水道の蛇口などの給水手段に接続された給水管８ａから空洞部５ｂ内に冷却媒体としての水を給水し、排水管８ｂから排水し、金属製電極５を冷却する。これにより、スライドブッシュ６の焼損を防止できる。【００１７】
スライドブッシュ６は円筒状をなし、内端にフランジ６ａが形成され、フランジ６ａを本体１ａの周壁にボルト（図示せず）で固定している。スライドブッシュ６は、本体１ａに直接固定しても良いし、他の部材を介して間接的に固定しても良く、要は、本体１ａに対して固定状態にあればよい。【００１８】
スライドブッシュ６は、小さな摩擦抵抗で金属製電極５を摺動できるものであれば良い。
図４に示すのはその一例で、内周面に多数のボール６ｃを組み込んだリテーナ６ｃを装入し、ボールが回転しながら循環することで、挿通された金属製電極５が小さな摩擦抵抗で摺動することができるものである。
図５に示すのはスライドブッシュの他例で、内周面に自己潤滑物質などの低摩擦層６ｄが形成されていることにより、挿通された金属製電極５が小さな摩擦抵抗で摺動することができるものである。【００１９】
金属製電極５には、電線９の接続端子９ａを巻き付けてボルトで固定し、電気を供給する。
本体１ａとスライドブッシュ６の間には絶縁板１０（ベークライトなど）が設けられ、電気が本体１ａに伝わらないようにしている。【００２０】
図１の構造を有し、内径１０ｍｍ、有効長さ１０ｍｍのカーボンヒータを用い、スライドブッシュは図４のものを用いた線引炉でＧＲＩＮレンズ（ＮＡ＝０．１５）を線引きした。その結果、カーボンヒータの破損は全くなく、良品となるファイバ直径１２２．５〜１２５．５μmの収率は９８％であった。また、スライドブッシュ及び金属製電極の焼損も全くなかった。【００２１】
〔比較例１〕
内径１０ｍｍ、有効長さ１０ｍｍのカーボンヒータを用い、電極は摺動不能な固定式とした線引炉でＧＲＩＮレンズ（ＮＡ＝０．１５）を線引きした。その結果、カーボンヒータが破損した。【００２２】
〔比較例２〕
内径１０ｍｍ、有効長さ１０ｍｍのカーボンヒータを用い、図４のスライドブッシュで金属製電極を摺動可能に支持し、金属製電極はステンレス製とし、スライドブッシュの外周面を水冷しながらＧＲＩＮレンズ（ＮＡ＝０．１５）を線引きしたが、線引き途中で、金属製電極のカーボン電極との接続部が焼けこげた。【００２３】
上記実施例においては、双方の電極を摺動自在に支持したが、一方のみを摺動自在とし、他方を固定式としても差し支えない。
【符号の説明】
【００２４】
１  線引炉
１ａ  本体
１ｂ  穴
１ｃ  穴
１ｄ  穴
１ｅ  穴
２  カーボンヒータ
２ａ  雌ねじ孔
３  電極
４  カーボン電極
４ａ  雄ねじ部
４ｂ  雌ねじ孔
５  金属製電極
５ａ  雄ねじ部
５ｂ  空洞部
５ｃ  雌ねじ部
６  スライドブッシュ
６ａ  フランジ
６ｂ  リテーナ
６ｃ  ボール
６ｄ  低摩擦層
７  継手
８ａ  給水管
８ｂ  排水管
９  電線
９ａ  接続端子
１０  絶縁板
【図１】
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【図２】
2011111218.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011111218.tif 000006
【図５】
2011111218.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線引炉本体と、該本体の対向する２ヶ所から該本体内に差し込まれた２個の電極と、該２個の電極の内端に接続され前記本体内に支持された円筒状のカーボンヒータを有し、前記電極の少なくとも一方が、前記本体に対して固定された筒状スライドブッシュに軸方向に摺動自在に挿通支持され、前記本体外面とスライドブッシュ先端面の間に絶縁板が設けられていることで電気が本体に伝わらないようになっており、
前記スライドブッシュに支持されている電極が、円柱状のカーボン電極の外側に円筒状の金属製電極を接続したものであり、該金属製電極部分で前記スライドブッシュに支持され、該金属製電極の前記スライドブッシュに接する部分の内側に形成された空洞部に冷却媒体が供給されることを特徴とするガラスファイバ線引炉。
【請求項２】
前記カーボンヒータとカーボン電極が、カーボンヒータの雌ねじ孔にカーボン電極内端の雄ねじ部を螺着して接続されている請求項１に記載のガラスファイバ線引炉。
【請求項３】
前記金属製電極が銅製である請求項１又は２に記載のガラスファイバ線引炉。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、線引炉本体と、該本体の対向する２ヶ所から該本体内に差し込まれた２個の電極と、該２個の電極の内端に接続され前記本体内に支持された円筒状のカーボンヒータを有し、前記電極の少なくとも一方が、前記本体に対して固定された筒状スライドブッシュに軸方向に摺動自在に挿通支持され、前記本体外面とスライドブッシュ先端面の間に絶縁板が設けられていることで電気が本体に伝わらないようになっており、
前記スライドブッシュに支持されている電極が、円柱状のカーボン電極の外側に円筒状の金属製電極を接続したものであり、該金属製電極部分で前記スライドブッシュに支持され、該金属製電極の前記スライドブッシュに接する部分の内側に形成された空洞部に冷却媒体が供給されることを特徴とするガラスファイバ線引炉である。
【国際調査報告】
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2011111218.tif 000010
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